万能液压机的液压系统毕业设计说明书论文(编辑修改稿)

万能液压机的液压系统毕业设计说明书论文(编辑修改稿)内容摘要：

， 120MN 有色金属挤压水压机， 80MN 黑色金属模锻水压机等。 进入 70 年代，我国已具备向国外出口多吨位液压机的能力，其设计制造已达到了一定的先进水平。 进入 21 世纪以来，我国的液压机技术及生产能力已趋于成熟，国内市场占有率高达 90﹪以上。 20xx 年，国内液压机销售额就达到了 13 亿元人民币左右。 在生产台数和总吨位上，我国液压机生产产量处于国际领先地位。 但我国 的液压机在技术水平上与国外还存在较大差距，部分关键件，如高档的液压元件和电控元件还得依靠国外进口。 国产液压机普偏存在质量可靠性低，漏油问题严重，关键件加工质量低等问题。 在今后的发展中，国产液压机还得在自动上下料，多工位，快速高速，依托电液比例技术，传感器，电子，计算机，网络等以及环保方面加大研发力度。 液压机的应用领域 液压机适用于几乎所有需要压力加工的工艺。 目前液压机主要应用在下列领域：金属薄板件的冲压拉深成形工艺，主要用在汽车、家电行业中金属覆盖件的成形加工； 金属零件的压力成形、主要包括模压成 形、金属型材的挤压成形、冷热模锻、自由锻造等加工工艺；粉末制品行业，如磁性材料、粉末冶金等；非金属材料的压制成形，如 SMC 成型、汽车内饰件的热压成型、橡胶制品等；木制品的热压成型，比如植物纤维板材、型材的热压加工；其他应用：如压装、校正、塑封、压印等工艺 [5]。 液压机的主要结构形式 按照结构形式分类，液压机主要包括单柱液压机、四柱液压机、框架液压本科毕业论文 4 机及其他结构的液压机。 单柱液压机可分为整体机身和组合机身两种结构，单柱液压机在工作中，由于机身的变形，滑块与工作台会产生一定的夹角，故多用在对精度要求 不高的应用场合，如：压装、板材压型、校直等工艺 [6]。 四柱液压机通过四根立柱把上下横梁连接起来，且其带滑块的活动横梁依靠四根立柱导向，机器具有结构简单，制造成本低等特点，故应用最为广泛。 框架式液压机用焊接框架立柱代替四柱液压机中的圆柱立柱，滑块的导向依靠固定在立柱上的导轨导向，具有导向精度高，抗偏载能力大等优点，但制造成本比四柱液压机高，多用在对精度要求较高的场合，如金属薄板的冲压，金属精密成型等工艺。 以上三种液压机占到液压机总数的 95%以上。 根据不同的需要，另外还有各种其他特殊结构形式的液压机，如：多柱式 、多向式、卧式、龙门式等结构的液压机 [7]。 多工位液压机的需求将会大幅度增加。 由于加工设备 、 技术等原因，现在国内多工位液压机不是很多。 多工位液压机有很多优点：多道工序在一台液压机中不同的工位完成，减少了液压机的台数，进而减少了设备占用面积；减少了设备的中间送料程序和操作人员：提高了生产效率：减少了投资成本。 现在一些大型的液压机生产企业在加工及技术上已经具备了多工位液压机的设计及生产能力。 未来十年内，国内多工位液压机将在某些行业具有广泛的应用。 在美国的冲压线中有 70%为多工位压力机，日本的冲压线中的多工位 压力机也占到总线数的 32%，而在国内的冲压线中几乎没有多工位压力机。 快速液压机在批量生产中能成倍地提高效率。 如果液压机的效率能提高一倍，则一条生产线可代替两条生产线，在用户投资增加不大的情况下一条线即可代替两条线。 一般的普通液压机的快降及回程速度只有 100~200mm/s，而现在的快速液压机则已经高达 450mm/s。 国外的一些高速小型液压机每分钟的行程次数达到数百次以上。 由于快速液压机的诞生， 20xx 年后新建的汽车冲压线采用液压机的比例已达 60%以上，而在上世纪 90 年代前的汽车冲压线几乎全部采用机械压力 机 .液压机的速度及效率的提高还有很大的潜力，各制造商应加强在这方面的研究与开发，在配合自动上下料装置的基础上，实现高效率工作 [89]。 第 2 章 液压机的本体结构样式 5 第 2 章 液压机的结构样式 液压机的结构及工作特点 四柱液压机一般由机身、主缸、顶出缸、油箱、液压动力机构及电控装置等组成，用液压管道及电线等连接。 机身为三梁四柱式，利用四根立柱及紧锁螺母将上横梁和下横梁（工作台）组成一个封闭的刚性框架，主缸装于上横梁上，主缸活塞与活动横梁紧固连接，活动横梁靠四根立柱导向，可上下运动，活动横梁和工作台表面都开有 T 形槽，便于安装 模具。 工作台下部安装有顶出缸，用于顶出工件。 在液压机的顶部设有油箱，在活动横梁快速下行时，可及时向主缸上腔补油，以减少主缸建压时间，提高快速性。 工作特点 ： 四柱万能液压机可实现活动横梁的空程快速下降、减速下降、工作压制、保压延时、快速回程及停止等动作，其工作压力，压制速度，空程下降的行程范围及减速的行程范围均可以根据工艺要求进行调整。 工作压制分为定压成形和定程成形两种方式。 定压成形是液压机工作压力达到调定压力时可进行保压，延时及自动回程，延时时间可根据需要进行调整。 定程成形是活动横梁达到调定压力的行程位置后 ，可进行保压，延时及自动回程 [58]。 四柱液压机一般采用按钮集中控制，操作方式有调整、手动和半自动三种。 四柱万能液压机的基本参数 ： 基本参数是液压机的基本技术数据，根据液压机的工艺用途及结构类型来确定，而用户的具体要求也是设计液压机基本尺寸的一大依据。 为了更有利于专业化生产，降低成本，提高质量和便于维修，应尽量选用系列化，通用化和标准化的尺寸。 如图 2—1 所示： 公称压力 液压机名义上能产生的最大力量 F。 F＝ PS （ 21） 式中 F—公 称压力； P—工作液体压力； S—工作柱塞总工作面积。 设计要求已给出： F＝ 2500kN。 本科毕业论文 6 图 21 液压机基本参数示意图 最大净空距（开口高度） H 即活动横梁停在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。 查《锻压手册》第 3 卷表 182 四柱液压机基本内参数可知， H 取 1120mm。 最大行程 S 活动横梁位于上限位置时，活动横梁的立柱导套下表面到立柱限程套上表第 2 章 液压机的本体结构样式 7 面的距离，即活动横梁能移动的最大距离。 查如上手册，取 s=710mm。 工作台尺寸 （长 B宽 T） 工作台尺寸指工作台面可以利用的有效尺寸，其取决于模具（工具）的平面尺寸及工艺过程的安排。 查如上表，取 B 等于 1000mm， A 取 1000mm。 活动横梁运动速度 按液压机的工作过程分为空载下行速度 V工作行程速度 V回程速度V3。 查《锻压手册》第 3 卷表 1－ 8－ 2，取 V1=90mm／ s ， V2 =12mm／ s，V3=60mm／ s。 顶出器公称压力 F1 及行程 s1 顶出器的力量及行程由工艺要求来确定。 查《锻压手册》第 3 卷表 182，取 F1 等于 400kN， s1 等于 250mm。 液压缸 结构选型 液压缸（油缸）是液压传动系统中的执行元件，是一种将液压能转变为机械能的转换装置。 它可以做直线往复运动和小于 360176。 的摆动。 做直线运动的液压缸称为推力液压缸，做摆动的液压缸称为摆动液压缸。 液压缸具有结构简单，制造容易，使用维护方便，易于实现远控和自控等优点，因此，液压缸广泛应用于工业生产等部门。 该液压机包含了主缸和顶出缸两个液压缸。 主缸的作用在于高压液体进入主缸后，作用活塞上，经过活动横梁将力传给工件，使工件产生塑性变形。 主缸是液压机的主要部件之一。 顶 出缸主要用于工件的浮动压边和顶出。 液压缸类型的选择 ： 液压缸的类型多种多样，液压机最常用的主缸型式有柱塞式和活塞式两种。 如图 22 所示： 柱塞式 活塞式 图 22 主缸 的 类型简图 各自的特点及应用范围： 本科毕业论文 8 柱塞式液压缸：它在水压机中应用最多，广泛应用于工作缸、回程缸、工作台移动缸及平衡缸等处。 结构简单，制造容易，但只能单方向移动，反向移动需要回程缸实现。 活塞式液压缸：此结 构在中小型油压机中应用广泛。 可以实现双向作用，既能完成工作行程，又可以实现回程，所以简化了液压机结构。 但是活塞在两个方向上都要求密封，因此缸的内表面在全长上均需加工，精度要求较高，粗糙度要求低，部件结构比较复杂。 根据设计要求，公称压力为 2500kN,即中小型油压机，故选用结构简单，能实现工作行程和回程双向运动的活塞式液压缸。 液压缸支承型式的选择 法兰支承：液压缸以法兰支撑并 安装在横梁内，由缸外壁的两个环行面积与横梁相配合。 缸内进入高压液体时，通过法兰与横梁的接触面将反作用力传给横梁，液压缸本身靠法兰上的一圈螺栓固定在横梁上。 法兰也可以嵌入上横梁内，采用压环固定。 缸底支承：液压缸直接靠缸底固定在上横梁上。 这种连接不用法兰，消除了法兰过渡区的应力集中，并减小了缸体毛坯尺寸。 但这种支承形式增加了液压机的高度，缸底与横梁的接触情况不易检查。 本液压机主缸和顶出缸均采用法兰支承，通过法兰分别将其固定在上横梁和下横梁上。 主缸 的结构选型 该液压机主缸采用活塞式结构，为单活塞 杆式双作用液压缸，主要由缸体、活塞、导向套等组成。 缸筒与缸底焊接成一体。 如图 23 所示，缸体 1 的上端设有两个进油孔，侧壁安有一个进有孔，分别为液压机空载下行和工作行程和回程时提高油压。 缸体与上横梁用法兰固定，用紧锁螺母 5 锁紧。 法兰与缸筒的连接形式通常有整体、焊接、螺纹等连接形式，该液压缸选用整体形式。 但液压机空载下行或工作时，高压液体进入缸内，为防止缸筒向下或向上移动，可通过法兰与上横梁的接触面将反作用力传给法兰，迫使缸筒固定在原位置。 活塞为组装件，由活塞杆 6 和活塞头 4 组成，由螺钉固紧。 活塞杆由导向套 7 导向。 缸内两腔间的密封靠活塞内孔与活塞杆配合处的密封圈以及反方向安装在活塞外缘上的密封圈来保证。 为防止油液外泄，导向套 7 的外缘安装有密封圈，内孔由密封圈和挡圈进行密封。 活塞杆可通过压环 9 与动横梁固定。 第 2 章 液压机的本体结构样式 9 1—缸体 3—螺母 4—活塞头 5—紧锁螺母 6—活塞 7—导向套 8—压紧环 9—压环 图 23 主缸示意图 主缸主要零部件的结构和材料 缸筒 该液压缸需要固定在上横梁上，所以如前面所述，在缸筒上设计有法兰，通过法兰固定。 缸筒的材料常用 35 号， 45 号无缝钢。 在承受负荷很大的情况下，也可以采用高强度合金无缝钢管作缸筒。 该液压缸采用 45 号钢，并调质到HB241～ 285，以改善其加工性能和强度。 活塞和活塞杆 活塞与活塞杆的结构主要包括活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆端部的连接结构、活塞与活塞杆及缸筒的密封结构等。 活塞与活塞杆的连接结构 ： 活塞与活塞杆的连接结构可分为整体式和装配式。 装配式又有螺纹连接、半环连接、弹簧挡圈连接和推销连接等类型。 液压缸在一般工作条件下，活塞与活塞杆采用螺纹连接，其结构简单，拆装方便。 本科毕业论文 10 该液压缸采用的螺钉连接，为了防止 工作机械振动较大时螺钉松动，在螺钉上还装有一螺母，如图 23 所示。 活塞杆的主体结构和端部连接结构 ： 活塞杆主体有实心和空心两种。 一般情况下多采用实心杆；为了减轻大型液压缸的重量或杆固定而缸筒带动工作机构运动等情况，则采用空心杆。 该主缸采用实心杆。 活塞杆端部与工作机械的连接结构可根据不同的使用要求来定。 主要有焊接式单耳环、整体式单耳环、光滑端部、双耳环、球头、外螺纹连接、内螺纹连接等形式。 该主缸采用外螺纹连接形式，并通过压环与活动横梁固接。 活塞和活塞杆的材料 ： 活塞的材料通常采用钢，耐磨铸铁，灰铁 HT15～ 33，HT20～ 40 和铝合金等。 实心活塞杆的材料通常为 35 号， 45 号钢，活塞杆粗加工后要调质到硬度 229～ 285HB,必要时再经高频淬火，硬度达到 45～ 55HRC。 导套 导套在活塞杆往复运动中起导向作用，如图 23 所示，标号 7 即为导向套。 该导套为轴套式，材料选用抗压耐磨的 ZQSn663 青铜铸造。 导套的长度可查相关手册，原机械部已拟定了柱塞式液压缸的导套标准 JB20xx76。 导套过短将使缸因配合间隙引起的初始挠 度增大，影响缸的工作性能和稳定性。 因此在设计时必须保证缸有一定的最小导向长度。 一般液压缸的最小导向长度应满足： 220 DLH  （ 22） 式中 H—为最小导向套长度； L—为液压缸最大行程。